Блоки для построения систем сбора измерительной информации от датчиков
Блоки сопряжения с датчиками БСД (далее «блоки») предназначены для построения систем сбора измерительной информации от датчиков в системах объемно-массового учёта и АСУ ТП.
Блоки обеспечивают:
- сбор и временное хранение информации о параметрах каналов измерений от датчиков.
- выдачу информации о параметрах каналов измерений датчиков по запросу от ЭВМ;
- взрывозащищенное электропитание подключенных датчиков (датчики, подключаемые к блокам, предназначены для установки на объектах в зонах класса 0,1 и 2 по ГОСТ Р51330.9), в условиях где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории ИВ групп ТЗ, Т4 или Т5 в зависимости от температуры установочного фланца, согласно ГОСТ Р 51330.11.
В зависимости от числа подключаемых датчиков блоки выпускаются в виде следующих исполнений:
- БСД-1 с возможностью подключения одного датчика;
- БСД-2 с возможностью подключения до двух датчиков;
- БСД-3 с возможностью подключения до трех датчиков;
Условия эксплуатации и степень защиты блоков:
- Номинальные значения климатических факторов согласно ГОСТ 15150 для вида
климатического исполнения ОМ2, но при этом значения следующих факторов
устанавливают
-рабочая температура внешней среды-от минус 40 до +75 °С;
-влажность воздуха 100 % при +35 °С;
-пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа;
-тип атмосферы III, IV (морская и приморско-промышленная). - Степень защиты оболочки - не менее IP20 по ГОСТ 14254.
- Блоки имеют для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная элктрическая печь», уровень взрывозащиты «Особовзрывобезопасный» для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом категории IIВ ГОСТ Р 51330.11, параметры искробезопасных выходов Uo≤14.3 В, Io≤80 мА. маркировку взрывозащиты «[Exia]IIB» и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений.
Устройство и принцип работы блоков
Блоки выполнены на основе микроконтроллера (МК) ATmega-8515 фирмы Atmel Corporation.
- Блоки имеют в своем составе ячейку коммутации ЯК8, ячейку связи ЯСЗ и от одной до трех (в зависимости от исполнения блоков) ячеек искрозащиты ЯИ310. ЯК8 имеет разъемы для подключения ЯСЗ и ЯИ310. Так же ЯК8 имеет клеммные соединители для подключения к блокам датчиков, ЭВМ верхнего уровня и источника питания. Количество разъемов для ячеек искрозащиты и клеммных соединителей для датчиков в ЯК8 соответствует исполнению блоков. На ЯК8 находятся переключатели задания параметров интерфейсов связи и светодиоды индикации.
- ЯСЗ содержит управляющий МК и драйвер интерфейса RS-485. На плате ЯСЗ находится перемычка подключения терминального резистора для согласования сопротивления соединительного кабеля связи с ЭВМ. Программное обеспечение МК реализует процессы связи блоков с ЭВМ по интерфейсу RS-485 в формате протокола Modbus RTU, опроса подключенных к блокам датчиков по внутреннему протоколу версии 2.0, мониторинга линий связи и функциональных операций.
- ЯИ310 обеспечивает искробезопасное питание и гальваническую развязку линий связи с одним датчиком (ДУУ2М, ДУУ6, ДТМ1 или ДТМ2).
- Конструктивно блоки выполнены в пластмассовом корпусе.
- Ячейки блоков представляют собой печатные платы с разъемами. Разъемы ЯК8 состыковываются с разъемами ЯСЗ и с разъемами ячеек искрозащиты ЯИ310 (в соответствии с исполнением блоков). Образованная из ячеек конструкция вставляется в корпус по его направляющим.Верхняя часть блоков закрывается крышкой до щелчка. На крышке размещен декоративный шильдик. Крышка имеет окна для подключения входных и выходных цепей блоков через клеммные соединители и окна для светодиодов индикации.
- На задней стороне корпуса имеется узел крепления блоков на монтажный рельс EN50 022-35x7,5 Phoenix Contact GmbH & Co.
- Блоки постоянно производят опрос датчиков, сохраняют принятые значения параметров в памяти МК и по запросу выдают их в ЭВМ.
Технические характеристики блоков сопряжения с датчиками БСД
Число подключаемых датчиков типа ДТМ2, ДУУ2М, ДУУ5, ДУУ6, ДИД1 от одного до тшвгшзависимости от исполнения блоков.
Метрологические характеристики измеряемых параметров определяются датчиками, подключенными к блокам.
Блоки имеют от четырех до шести светодиодов для индикации режимов ( в зависимости от исполнения блоков).
Характеристики интерфейса с датчиками:
- тип интерфейса - токовая петля;
- логический протокол - протокол обмена версии 2.0;
- скорость передачи - 1200, 2400, 4800 бит/с;
- формат передаваемых символов: старт-бит, восемь информационных битов, два стоп-бита (отсутствие контроля паритета).
Характеристики интерфейса с ЭВМ:
- гальваническая развязка выходных цепей интерфейса от внутренних цепей блоков яяпмзспэ изоляции 1000 В постоянного тока в течение одной минуты);
- тип интерфейса - RS-485;
- логический протокол - Modbus RTU;
- скорость передачи - 2400, 4800, 9600, 19200 , 38400, 57600, 76800, 115200 бит/с;
- формат передаваемых символов: старт-бит, восемь информационных битов, два стоп-бита (при отсутствии бита контроля паритета один стоп-бит) или один стоп-бит (при наличии бита контроля паритета).
Электрические параметры и характеристики
- Питание блоков осуществляется от внешнего изолированного стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +24 В ± 10 %). Ток потребления блоков не превышает 180 мА.
- По степени защиты от поражения электрическим током блоки относятся к классу защиты I в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.
- Электрическая изоляция при температуре окружающего воздуха +35 °С и
относительной влажности 98 % выдерживает в течение одной минуты без пробоя и
поверхностного перекрытия испытательное напряжение:
1) между искробезопасными цепями и искроопасными цепями - не менее -1500 В, 50 Гц (эффективное значение):
2) между цепями интерфейса и цепями питания - не менее 1000 В постоянного тока; - Электрическое сопротивление изоляции между искробезопасными цепями и искроопасными цепями, цепями питания и выходными цепями:
-не менее 20 МОм при нормальных условиях;
-не менее 5 МОм при верхнем
значении температуры рабочих условий.
- Блоки отвечают требованиям ГОСТ Р 51318.22 по уровню излучаемых радиопомех и ГОСТ Р 51527 по уровню кондуктивных помех.
- Связь датчиков с блоками осуществляется с помощью экранированного четырех-проводного кабеля. Для повышения устойчивости датчиков к промышленным помехам рекомендуется применять кабель - две витые пары в экране.
- Нормальное функционирование датчиков должно обеспечиваться при длине соединительного кабеля между датчиками и блоками до 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: RКАБ ≤ 100 Ом, СКАБ ≤ 0,1 мкФ, LКАБ ≤ 2 мГн.
- Время установления рабочего режима блоков - не более 5 с.
- Блоки предназначены для непрерывной работы.
Надежность
- Средняя наработка на отказ блоков с учетом технического обслуживания, регламентируемого данным руководством, - 40000 ч,
- Срок службы блоков составляет 8 лет.
Габаритные размеры и масса блоков
- Габаритные размеры блоков не превышают 100x77,5x109,5 мм и приведены на рисунке III.7.1 (для БСД-3).
- Масса не более 0,4 кг.
Установка блоков сопряжения с датчиками БСД
- Блоки устанавливаются на монтажный рельс EN50 022-35x7,5 Phoenix Contact GmbH & Co., закрепленный на основании.
- Сведения по установке прибора даны в руководстве по эксплуатации УНКР 468157.079 РЭ.
- Схема подключения блока БСД-3 приведена на рисунке III.7.2.
